CN207457491U - 一种水工模型试验流场测量装置 - Google Patents
一种水工模型试验流场测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207457491U CN207457491U CN201721699106.0U CN201721699106U CN207457491U CN 207457491 U CN207457491 U CN 207457491U CN 201721699106 U CN201721699106 U CN 201721699106U CN 207457491 U CN207457491 U CN 207457491U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ultrasonic wave
- module
- hydraulic model
- test flow
- model test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
本实用新型一种水工模型试验流场测量装置，属于水工测量技术领域；所要解决的技术问题是提供了能够自动描述水流流态的一种水工模型试验流场测量装置；解决该技术问题采用的技术方案为：一种水工模型试验流场测量装置，包括测量球、超声波发射模块、超声波接收模块、通信模块、计算机主机和显示模块，测量球为空心球体，内部由一隔板分为两个密闭空间，超声波发射模块设置在其中一个密闭空间内，开口设置在另一个空间的壳体上，壳体上设置有与开口相匹配的密封塞；本实用新型可广泛应用于水工测量领域。
Description
技术领域
本实用新型一种水工模型试验流场测量装置，属于水工测量技术领域。
背景技术
对水工建筑物各种水力学问题的研究，常常需要规划、设计和制造按比例尺缩小的模型。按照模型试验要求，需要在预定的区域或断面上布置测点，设置测量水位、流速、流量、流态、地形的设备，并取得原始测量数据。然后再根据水利学相关公式和规则，得到实际设计工况的过流能力参数。
现有公开号为CN106544983A的专利提出一种水工模型试验水面线及流速测量装置及方法，其利用导轨和设置在可移动导轨上的测量装置，测量实测点的水面线和流速。测量装置利用激光测距仪测量水面线和水深，利用螺旋桨流速仪测量流速。这种方式虽然解决了水工模型试验水面线及流速测量装置的自动化操作，但是无法描述水流的流态。
实用新型内容
本实用新型一种水工模型试验流场测量装置，克服了现有技术存在的不足，提供了能够自动描述水流流态的一种水工模型试验流场测量装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种水工模型试验流场测量装置，包括测量球、超声波发射模块、超声波接收模块、通信模块、计算机主机和显示模块，测量球为空心球体，内部由一隔板分为两个密闭空间， 超声波发射模块设置在其中一个密闭空间内，开口设置在另一个空间的壳体上，壳体上设置有与开口相匹配的密封塞；
超声波接收模块包括三个超声波接收器，三个超声波接收器设置在水工模型的上方的一个平面内，该平面与水工模型的水平面相平行，三个超声波接收器设置不在一条直线上；
超声波发射模块、超声波接收模块分别与通信模块无线相连，通信模块与计算机主机相连，计算机主机与显示模块相连；
测量球用于漂浮在水工模型试验流程的指定水面上，通过开口注入液体改变与水工模型底部的距离；
超声波发射模块用于接收超声波发射开始信号，并在接收到超声波发射开始信号的同时发射超声波；
超声波接收模块用于接收超声波，并在接收到超声波的同时向通信模块发送超声波接收结束信号；
通信模块用于向超声波发射模块传递超声波发射信号，向计算机主机传递接收超声波接收结束信号；
计算机主机用于控制超声波的发射，并计算出超声波发射与接收之间的时间间隔，测量球当前的三维坐标值，流速，流态和水面线；
显示模块用于显示测量球的实时位置和历史运动轨迹。
进一步，所述测量球的直径为2～3厘米。
进一步，所述测量球内设置有电源模块，电源模块为纽扣电池。
进一步，所述通信模块为Zigbee无线传输模块或蓝牙模块的一种。
进一步，还包括温度测量模块，用于测量水工模型上方的大气温度。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果为：本实用新型结构简单，操作简单方便，采用了自动测量的方式，减少了人工测量的工作量，测量数据能实时显示在显示屏上，便于工作人员查看和分析。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
图1为本实用新型一种水工模型试验流场测量装置的结构示意图。
图2为本实用新型一种水工模型试验流场测量装置的测量球的剖视图。
图3为本实用新型一种水工模型试验流场测量装置空间定位原理图。
图中，1-超声波发射模块，2-超声波接收模块，3-通信模块，4-计算机主机，5-显示模块，6-测量球，7-密封塞。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型一种水工模型试验流场测量装置，包括测量球6、超声波发射模块1、超声波接收模块2、通信模块3、计算机主机4和显示模块5，测量球6为空心球体，内部由一隔板分为两个密闭空间， 超声波发射模块1设置在其中一个密闭空间内，开口设置在另一个空间的壳体上，壳体上设置有与开口相匹配的密封塞7；
超声波接收模块2包括三个超声波接收器，三个超声波接收器设置在水工模型的上方的一个平面内，该平面与水工模型的水平面相平行，三个超声波接收器设置不在一条直线上；
超声波发射模块1、超声波接收模块2分别与通信模块3无线相连，通信模块3与计算机主机4相连，计算机主机4与显示模块5相连；
测量球6用于漂浮在水工模型试验流程的指定水面上，通过开口注入液体改变与水工模型底部的距离；
超声波发射模块1用于接收超声波发射开始信号，并在接收到超声波发射开始信号的同时发射超声波；
超声波接收模块2用于接收超声波，并在接收到超声波的同时向通信模块3发送超声波接收结束信号；
通信模块3用于向超声波发射模块1传递超声波发射信号，向计算机主机4传递接收超声波接收结束信号；
计算机主机4用于控制超声波的发射，并计算出超声波发射与接收之间的时间间隔，测量球6当前的三维坐标值，流速，流态和水面线；
显示模块5用于显示测量球6的实时位置和历史运动轨迹。
所述测量球6的直径为2～3厘米。
所述测量球6内设置有电源模块，电源模块为纽扣电池。
所述通信模块3为Zigbee无线传输模块或蓝牙模块的一种。
还包括温度测量模块，用于测量水工模型上方的大气温度。
本实施例中，水工模型所在空间设置一个空间直角坐标系，测量球6的中心位置坐标记为（x,y,z），三个超声波接收器的位置坐标分别记为（x1,y1,z1），（x2,y2,z2），（x3,y3,z3），超声波到达三个超声波接收器的时间分别为t1，t2，t3，超声波在空气中的传播速度为c，则利用三点进行定位的公式为：
联立以上方程组，就可以计算得到测量球6当前所在位置，能够进一步计算出流速，描绘出水流流态和画出水面线。
设超声波信号发出的时间间隔为△T，根据上式求得在△T时段内测量球6两点的位置坐标信息，A(xt, yt, zt )和 B(xt+△T ,yt+△T, zt+△T )。则根据坐标可以计算A、B两点的距离S为：
根据速度计算公式可计算出在△T时间间隔内测量球6的运动速度，即为水流的流速：
根据测量球6的行走位置坐标信息，可以描绘出水流的流态。当测量球6在水面上时，根据位置坐标可以画出水面线。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本实用新型，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (5)
1.一种水工模型试验流场测量装置，其特征在于：包括测量球（6）、超声波发射模块（1）、超声波接收模块（2）、通信模块（3）、计算机主机（4）和显示模块（5），测量球（6）为空心球体，内部由一隔板分为两个密闭空间， 超声波发射模块（1）设置在其中一个密闭空间内，开口设置在另一个空间的壳体上，壳体上设置有与开口相匹配的密封塞（7）；
超声波接收模块（2）包括三个超声波接收器，三个超声波接收器设置在水工模型的上方的一个平面内，该平面与水工模型的水平面相平行，三个超声波接收器设置不在一条直线上；
超声波发射模块（1）、超声波接收模块（2）分别与通信模块（3）无线相连，通信模块（3）与计算机主机（4）相连，计算机主机（4）与显示模块（5）相连；
测量球（6）用于漂浮在水工模型试验流程的指定水面上，通过开口注入液体改变与水工模型底部的距离；
超声波发射模块（1）用于接收超声波发射开始信号，并在接收到超声波发射开始信号的同时发射超声波；
超声波接收模块（2）用于接收超声波，并在接收到超声波的同时向通信模块（3）发送超声波接收结束信号；
通信模块（3）用于向超声波发射模块（1）传递超声波发射信号，向计算机主机（4）传递接收超声波接收结束信号；
计算机主机（4）用于控制超声波的发射，并计算出超声波发射与接收之间的时间间隔，测量球（6）当前的三维坐标值，流速，描绘出流态和水面线；
显示模块（5）用于显示测量球（6）的实时位置和历史运动轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种水工模型试验流场测量装置，其特征在于:所述测量球（6）的直径为2～3厘米。
3.根据权利要求2所述的一种水工模型试验流场测量装置，其特征在于:所述测量球（6）内设置有电源模块，电源模块为纽扣电池。
4.根据权利要求1所述的一种水工模型试验流场测量装置，其特征在于:所述通信模块（3）为Zigbee无线传输模块或蓝牙模块的一种。
5.根据权利要求1～4任一所述的一种水工模型试验流场测量装置，其特征在于:还包括温度测量模块，用于测量水工模型上方的大气温度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721699106.0U CN207457491U (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种水工模型试验流场测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721699106.0U CN207457491U (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种水工模型试验流场测量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207457491U true CN207457491U (zh) | 2018-06-05 |
Family
ID=62276476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721699106.0U Expired - Fee Related CN207457491U (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种水工模型试验流场测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207457491U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112095541A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-18 | 重庆水利电力职业技术学院 | 一种水工模型试验教学平台 |
| CN113866452A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-31 | 河海大学 | 一种水力学能量方程流速测量实验装置及方法 |
-
2017
- 2017-12-08 CN CN201721699106.0U patent/CN207457491U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112095541A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-18 | 重庆水利电力职业技术学院 | 一种水工模型试验教学平台 |
| CN112095541B (zh) * | 2020-09-04 | 2021-04-02 | 重庆水利电力职业技术学院 | 一种水工模型试验教学平台 |
| CN113866452A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-31 | 河海大学 | 一种水力学能量方程流速测量实验装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102209386B (zh) | 一种室内无线定位方法及装置 | |
| CN102175887B (zh) | 移动式超声波风速风向仪及测量风速风向的方法 | |
| CN207457491U (zh) | 一种水工模型试验流场测量装置 | |
| CN102288777B (zh) | 一种便携式高精度三维测风仪 | |
| CN103994767A (zh) | 一种救援人员室内协同定位装置及方法 | |
| CN103163324A (zh) | 一种风电场三维超声波风速温度检测系统及其测量方法 | |
| CN109444814A (zh) | 一种基于蓝牙和rfid融合定位的室内定位方法 | |
| CN110044357A (zh) | 一种室内高精度三维无线定位方法 | |
| CN103776442B (zh) | 区域无线定位及微捷联惯导组合系统的定位方法 | |
| CN108888918B (zh) | 一种用于复杂路径下多目标运动速度测量系统及方法 | |
| CN106546951A (zh) | 一种海参捕捞船的组合导航系统及方法 | |
| CN202486156U (zh) | 一种水下智能流速仪 | |
| CN209230613U (zh) | 一种多普勒超声波测流系统 | |
| CN109407079A (zh) | 一种基于姿态传感器校准的区域定位装置及方法 | |
| CN110109468A (zh) | 基于集鱼类声学监测和定位的渔业养殖监测系统及方法 | |
| CN207570586U (zh) | 一种自动化体感温度测量系统 | |
| CN102572066A (zh) | 具有测距功能的手持电子装置及其测距方法 | |
| CN204925388U (zh) | 一种基于多种水声定位技术的水下目标定位系统 | |
| CN201242482Y (zh) | 基于Zigbee无线传感器网络的风压测量装置 | |
| CN206177304U (zh) | 一种陀螺全站仪 | |
| CN106017429B (zh) | 一种基于三维姿态的智能铅鱼测流方法及其电路 | |
| CN204924256U (zh) | 一种农田作业机械专用直线行驶导航装置 | |
| CN204290952U (zh) | 基于Zigbee的数据采集终端 | |
| CN207393184U (zh) | 一种桩机钻孔深度和速度的测量系统 | |
| CN206515468U (zh) | 超声波雷达测流系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180605 Termination date: 20191208 |